一種無電池無線開關及其控制方法
【專利摘要】本發明提供了一種無電池無線開關及其控制方法，包括殼體，置于殼體表面的開關以及置于殼體內的機械傳動機構、微發電機、整流器、儲能裝置和無線通訊模塊，所述機械傳動機構用于在一定外力作用下帶動微發電機運動；所述微發電機用于將機械能轉換為電能，其產生電能經整流器存儲于儲能裝置；所述無線通訊模塊用于發送編碼信號；所述開關為能夠自動復位的按壓式開關，與儲能裝置和無線通訊模塊電氣連接；按壓使開關處于導通狀態時，接通所述儲能裝置為無線通訊模塊的供電回路；非按壓時，所述開關處于斷開狀態。采用本發明的技術方案，能夠自發電并能存儲能量，從而簡化了開關機械設計，大大降低了開關的成本。
【專利說明】一種無電池無線開關及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及開關控制領域，具體涉及一種無電池無線開關及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 開關在各種用電場合廣泛使用，用于啟動或關閉用電器。現有技術中，主要采用 86型蹺板式有線開關，在開關與被控電器之間需要布線，開關與用電器直接電氣連接，長期 使用存在漏電的安全隱患；同時這種有線開關施工非常麻煩，必須要準確設計開關的具體 位置、在墻體上開鑿、布電線、埋開關底盒，這造成了人力物力的資源浪費；更為棘手的問題 是，后期開關線路改造幾乎只能重新鑿墻布線。
[0003] 現有無線遙控式開關可以解決布線問題，但幾乎所有無線遙控開關式都采用電池 供電，當代社會越來越重視綠色環保，廢棄的舊電池將會成為環境污染的重大問題。
[0004] 為了解決以上問題，一些廠家嘗試將按壓開關的機械能直接轉換成電能作為遙控 式開關供電使用。但由于按壓開關產生的能量是相當有限的，往往不能滿足使用時間上的 要求；而且需要復雜的機械構造去配合按壓機制，這就增加了成本。
[0005] 故，針對目前現有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案， 解決現有技術中存在的缺陷。
【發明內容】
[0006] 為了克服上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種無電池無線開關，能自發電并 能預先存儲一定能量供給開關工作，無需使用電池，無需布線，低成本且有利于環境保護。
[0007] 為解決現有技術存在的問題，本發明的技術方案為：
[0008] -種無電池無線開關，包括殼體，置于殼體表面的開關以及置于殼體內的機械傳 動機構、微發電機、整流器、儲能裝置和無線通訊模塊，其中，
[0009] 所述機械傳動機構用于在一定外力作用下帶動微發電機運動；
[0010] 所述微發電機用于將機械能轉換為電能，其產生電能經整流器存儲于儲能裝置； [0011] 所述無線通訊模塊用于發送編碼信號；
[0012] 所述開關為能夠自動復位的按壓式開關，與儲能裝置和無線通訊模塊電氣連接； 按壓使開關處于導通狀態時，接通所述儲能裝置為無線通訊模塊的供電回路；非按壓時，所 述開關處于斷開狀態。
[0013] 優選地，所述開關與機械傳動機構相連接，操作開關時能帶動所述機械傳動機構 運動。
[0014] 優選地，還包括設置在所述殼體表面且與所述機械傳動機構相連接的受力機構， 所述受力機構用于接受一定外力作用并帶動機械傳動機構運動。
[0015] 優選地，所述受力機構為手動輪或搖桿。
[0016] 優選地，還包括輸入模塊，所述輸入模塊與所述無線通訊模塊相連接。
[0017] 優選地，所述儲能裝置為金電容器。
[0018] 優選地，所述開關內部設置彈性結構。
[0019] 本發明還公開了一種無線開關的控制方法，所述開關包括設置在殼體表面的機械 開關、發電裝置、儲能裝置和無線通訊模塊，
[0020] 通過發電裝置在儲能裝置中預先存儲電能，供無線通訊模塊供電使用；
[0021] 在無線通訊模塊中設置編碼信號，上電后即發送所述編碼信號；
[0022] 按壓機械開關時，接通儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路；非按壓時，機械開 關自動恢復至斷開狀態，切斷儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路。
[0023] 優選地，按壓機械開關的過程中通過發電裝置將機械能轉換為電能，并存儲在儲 能裝置中。
[0024] 優選地，所述開關還包括用于用戶操作輸入的輸入模塊，預先設置輸入模塊與無 線通訊模塊中的編碼信號相綁定；按壓機械開關的同時操作輸入模塊發送相應的編碼信 號。
[0025] 與現有技術相比，本發明的有益效果如下：能夠自發電并能存儲能量，從而無需要 求將每次按壓開關的機械能轉化為電能作為當次供電使用，簡化了開關機械設計，大大降 低了開關的成本。使用該開關，無需進行開鑿布線，降低了施工成本；同時無需使用電池，有 利于環境保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發明實施例一無電池無線開關100的原理框圖；
[0027] 圖2是本發明實施例二無電池無線開關100的原理框圖；
[0028] 圖3是本發明實施例三無電池無線開關100的原理框圖；
[0029] 圖4是本發明實施例四無電池無線開關100的原理框圖。
【具體實施方式】
[0030] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0031] 相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效系統以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細 節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的 描述也可以完全理解本發明。
[0032] 現有技術中，將按壓開關的機械能直接轉換成電能的開關，由于按壓開關產生的 能量是相當有限的，往往需要復雜的機械構造配合按壓機制，這就增加了成本，影響了無電 池無線開關的商業前景。
[0033] 參見圖1，所示為本發明實施例一無電池無線開關100的原理框圖，包括殼體，置 于殼體表面的開關105以及置于殼體內的機械傳動機構101、微發電機102、整流器103、儲 能裝置104和無線通訊模塊106。
[0034] 機械傳動機構101和微發電機102是聯動的，為本發明的發電裝置，在一定外力作 用下能帶動機械傳動機構101運動進而帶動微發電機102運動；
[0035] 微發電機102用于將機械能轉換為電能，其產生電能經整流器103存儲于儲能裝 置 104。
[0036] 開關105與儲能裝置104和無線通訊模塊106電氣連接；按壓使開關105處于導 通狀態時，接通所述儲能裝置104為無線通訊模塊106的供電回路；開關105內部設置彈性 結構，比如彈簧，按壓時克服彈性應力；非按壓時，由于存在彈性應力，能夠自動復位至開關 斷開狀態，因此，非按壓時，所述開關105處于斷開狀態，供電回路斷開。
[0037] 無線通訊模塊106用于發送編碼信號；被控電器中也設置無線通訊模塊，與無電 池無線開關100相綁定，用于在兩者間進行信息通訊。每次按壓開關時，無線通訊模塊106 上電后即發送一個編碼信號；被控電器接收編碼信號后執行相應操作。假設被控電器只有 "開"或"關"兩種狀態，每次接收編碼信號后執行反操作，也就是說被控電器在"開"狀態時 執行"關"操作，反之亦然。
[0038] 由于具有儲能裝置104,用戶可以通過發電裝置預先在儲能裝置104存儲足夠的 電能。因此，無需要求將每次按壓開關的機械能轉化為電能作為當次供電使用，發電裝置只 需在一定條件下能夠將外力轉化為電能，從而對發電效率的要求大大降低，從而大大簡化 機械結構設計，因此，本發明只需采用現有技術的機械傳動機構101和微發電機102就能滿 足使用要求。
[0039] 本發明實施例采用能夠自動復位的開關105,平時處于斷開狀態，幾乎不消耗儲能 裝置104所存儲的能量，只有在按壓時接通供電回路才消耗電能，且在非按壓時，能夠自動 恢復至斷開狀態，從而能夠延長儲能裝置104中電能的使用時間。
[0040] 由于無電池無線開關的低能量消耗，用戶僅僅偶爾操作發電裝置也是足夠滿足使 用需求；即便能量消耗完畢，通過發電裝置也可以很快補充能量，滿足開關正常使用的需 求。
[0041] 在一種優選的實施方式中，無線通訊模塊106選用低功耗無線模塊，以便使功耗 進一步降低。
[0042] 整流器103用于整流濾波，在一種優選的實施方式中，整流器103為二極管。
[0043] 在一種優選的實施方式中，機械傳動機構101為傳動帶機構或者齒輪機構；機械 傳動機構101的具體結構設計并非本發明的主要改進之處，也可以采用現有技術中的其他 技術手段實現機械傳動機構101。
[0044] 在一種優選的實施方式中，微發電機102由磁鐵組和線圈組組成；磁鐵組與機械 傳動機構101聯動，而線圈固定在開關殼體上。當外力作用時，機械傳動機構101帶動磁鐵 組運動，使磁鐵組和線圈組的相對位置發生了改變，相當于磁場高速切割了線圈，在線圈中 產生感應電流，經整流器103向儲能裝置104充電。上述僅是微發電機102的一種實現方 法，微發電機102如何實現并非本發明的主要改進之處，本發明也可以采用現有技術中其 他技術手段實現微發電機102。
[0045] 參見圖2,所示為本發明實施例二無電池無線開關100的原理框圖，開關105與機 械傳動機構101相連接，具有機械上聯動結構，在開關105按壓或復位過程中，能帶動所述 機械傳動機構101運動。
[0046] 采用上述技術方案，每次按壓開關的過程中，就能將機械能轉換為電能存儲在儲 能裝置104中，從而能夠進一步延緩能量消耗；如果儲能裝置104中的能量耗盡，通過多次 按壓開關就可以產生足夠的電能供開關正常使用。
[0047] 通過按壓開關的方式進行轉換能量，這種方式對用戶來說是乏味，能量轉換效率 也較低，而且會伴隨著對被控電器的控制。
[0048] 在一種優選的實施方式中，采用了一種更方便更高效的方式將機械能轉換為電 能。參見圖3,所示為本發明實施例三無電池無線開關100的原理框圖，無電池無線開關100 還包括設置在所述殼體表面且與所述機械傳動機構101相連接的受力機構107,受力機構 107和機械傳動機構101機械聯動，受力機構107在一定外力作用下能帶動機械傳動機構 101運動。
[0049] 在一種優選的實施方式中，受力機構107為手動輪或搖桿。用戶只需連續轉動設 置在開關外殼上的手動輪或搖桿，可以將機械能轉換為動能存儲在儲能裝置104中。
[0050] 現有技術中，很多被控電器都具有多個被控量或者一個開關控制多個被控電器， 這就需要無線通訊模塊106能發送多個不同編碼信號。參見圖4,所示為本發明實施例四無 電池無線開關100的原理框圖，還包括輸入模塊108,與無線通訊模塊106相連接。輸入模 塊107為多個按鍵式按鈕或者觸摸式按鈕，每個按鈕預先與無線通訊模塊106所發射的一 個編碼信號綁定。
[0051] 在該實施方式中，按壓開關105時僅僅接通供電回路，使無線通訊模塊106開始上 電工作，并未發射編碼信號；用戶只有在按壓開關105的同時在輸入模塊107中選擇相應的 按鈕，才發送相應的編碼信號，實現多個控制量的控制。
[0052] 在一種優選的實施方式中，儲能裝置104為金電容，也稱為低泄漏電容器，在非工 作狀態，電能幾乎不損耗，從而降低在非工作狀態下電能的損耗。
[0053] 在一種優選的實施方式中，在開關100殼體的底面具有固定結構，能將開關固定 于安裝位置，比如墻面的某一位置。固定結構可以采用螺絲固定的方式，也可以采用雙面膠 或吸盤來固定。
[0054] 為了解決現有技術存在的問題，本發明還公開了一種無線開關的控制方法，能通 過發電裝置在儲能裝置中預先存儲電能，供無線通訊模塊供電使用；
[0055] 在無線通訊模塊中設置編碼信號，上電后發送所述編碼信號；
[0056] 按壓機械開關時，接通儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路；非按壓時，機械開 關自動恢復至斷開狀態，切斷儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路。
[0057] 采用上述技術方案，用戶能夠通過發電裝置預先存儲電能，從而無需將每次按壓 開關的機械能轉換為電能做供電使用（這要求精密的機械結構配合）；同時僅僅在按壓開 關時消耗電能，功耗非常低，用戶每次充電后可以使用很長時間，滿足了正常使用需求。
[0058] 在一種優選的實施方式中，按壓機械開關的過程中通過發電裝置將機械能轉換為 電能，并存儲在儲能裝置中；每次按壓開關的同時能夠機械能轉換為動能，進一步延緩能量 消耗，延長開關的使用時間。
[0059] 在一種優選的實施方式中，開關還包括用于用戶操作輸入的輸入模塊，輸入模塊 包括多個按鍵按鈕或者觸摸按鈕，預先設置輸入模塊與無線通訊模塊中的編碼信號相綁 定，即每個按鈕對應無線通訊模塊中的一個編碼信號，按壓機械開關的同時操作輸入模塊 的按鈕發送相應的編碼信號。
[0060] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精
【權利要求】
1. 一種無電池無線開關，其特征在于，包括殼體，置于殼體表面的開關（105)以及置于 殼體內的機械傳動機構（101)、微發電機（102)、整流器（103)、儲能裝置（104)和無線通訊 模塊（106)，其中， 所述機械傳動機構（101)用于在一定外力作用下帶動微發電機（102)運動； 所述微發電機（102)用于將機械能轉換為電能，其產生電能經整流器（103)存儲于儲 能裝置（104); 所述無線通訊模塊（106)用于發送編碼信號； 所述開關（105)為能夠自動復位的按壓式開關，與儲能裝置（104)和無線通訊模塊 (106)電氣連接；按壓使開關（105)處于導通狀態時，接通所述儲能裝置（104)為無線通訊 模塊（106)的供電回路；非按壓時，所述開關（105)處于斷開狀態。
2. 根據權利要求1所述的無電池無線開關，其特征在于，所述開關（105)與機械傳動機 構（101)相連接，操作開關時能帶動所述機械傳動機構（101)運動。
3. 根據權利要求1或2所述的無電池無線開關，其特征在于，還包括設置在所述殼體表 面且與所述機械傳動機構（101)相連接的受力機構（107)，所述受力機構（107)用于接受一 定外力作用并帶動機械傳動機構（101)運動。
4. 根據權利要求3所述的無電池無線開關，其特征在于，所述受力機構（107)為手動輪 或搖桿。
5. 根據權利要求3所述的無電池無線開關，其特征在于，還包括輸入模塊（108)，所述 輸入模塊與所述無線通訊模塊（106)相連接。
6. 根據權利要求3所述的無電池無線開關，其特征在于，所述儲能裝置（104)為金電容 器。
7. 根據權利要求3所述的無電池無線開關，其特征在于，所述開關（105)內部設置彈性 結構。
8. -種無線開關的控制方法，所述開關包括設置在殼體表面的機械開關、發電裝置、儲 能裝置和無線通訊模塊，其特征在于， 通過發電裝置在儲能裝置中預先存儲電能，供無線通訊模塊供電使用； 在無線通訊模塊中設置編碼信號，上電后即發送所述編碼信號； 按壓機械開關時，接通儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路；非按壓時，機械開關自 動恢復至斷開狀態，切斷儲能裝置和無線通訊模塊之間供電回路。
9. 根據權利要求8所述的無線開關的控制方法，其特征在于，按壓機械開關的過程中 通過發電裝置將機械能轉換為電能，并存儲在儲能裝置中。
10. 根據權利要求8所述的無線開關的控制方法，其特征在于，所述開關還包括用于用 戶操作輸入的輸入模塊，預先設置輸入模塊與無線通訊模塊中的編碼信號相綁定；按壓機 械開關的同時操作輸入模塊發送相應的編碼信號。
【文檔編號】G05B19/04GK104062920SQ201410287127
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】吳建鋒 申請人:杭州派尼澳電子科技有限公司